KR20140091480A - 축전 소자, 축전 시스템, 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전해액의 공급이 부족한 것에 의한 저항의 상승이 억제된 축전 소자, 축전 시스템 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 축전 소자는, 양극과 음극과 격리판이 권취되고, 곡선부와 직선부를 가지는 통형의 발전 요소(10)와, 집전체(7)와, 전해액(3)을 구비하고, 양극 기재는, 한쪽 단(10A)에 있어서, 양극 합제층이 형성되어 있지 않은 비형성부(11E)를 가지고, 음극 기재는, 다른 쪽 단(10B)에 있어서, 음극 합제층이 형성되어 있지 않은 비형성부(13E)를 가지고, 집전체(7)는 한쪽 단(10A)에서의 양극의 비형성부의 직선부 중 적어도 일부와 다른 쪽 단(10B)에서의 음극의 비형성부의 직선부 중 적어도 일부에 접속되고, 양극에 있어서, 한쪽 단(10A)의 길이는 권취 길이보다 길고/길거나, 음극에 있어서, 다른 쪽 단(10B)의 길이는 권취 길이보다 길다.

Description

축전 소자, 축전 시스템, 및 그 제조 방법 {ENERGY STORAGE DEVICE, ENERGY STORAGE SYSTEM, AND METHOD}
본 발명은 축전 소자, 축전 시스템, 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 더욱 특정적으로는 양극, 음극, 그리고 양극 및 음극의 사이에 배치된 격리판(separator)이 권취된 권취형의 발전 요소를 구비한 축전 소자, 축전 시스템, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 자동차, 자동 이륜차 등의 차량, 휴대 단말기, 노트북형 PC 등의 각종 기기 등의 동력원으로서, 리튬 이온 전지, 니켈 수소 전지 등의 전지, 전기 이중 층 커패시터 등의 커패시터 같은 충방전 가능한 축전 소자가 채용되고 있다.
이와 같은 축전 소자는, 용기, 이 용기에 수용된 권취형의 발전 요소, 이 발전 요소와 전기적으로 접속되고 또한 용기에 수용된 집전체, 및 용기에 수용된 전해액을 구비하고 있다. 발전 요소를 구성하는 전극으로서의 양극 및 음극은, 모두, 금속박 위에 활물질층이 형성되어 있지 않은, 권취 방향을 따른 측면 에지부를 가진다. 양극의 측면 에지부는 권취축의 한쪽 단에 (권취 방향을 따라) 위치하고, 음극의 측면 에지부는 권취축의 다른 쪽 단에 위치하고, 양극 및 음극의 측면 에지부 각각이 집전체에 접속되어 있다.
이와 같은 축전 소자에 있어서, 경량화, 저비용화 등의 관점에서, 용기 내에 수용되는 전해액 양을 줄여서, 발전 요소에 전해액을 침투시키는 것이 요구되고 있다. 발전 요소에 전해액을 침투시키는 기술로서, 예를 들면, 일본 공개특허공보 제2012-195085호(특허문헌 1), 일본 공개특허공보 제2012-182343호(특허문헌 2) 등을 들 수 있다.
특허문헌 1에는, 양극 및 음극 중 한쪽과 집전체와의 접합 영역이 양극 및 음극 중 다른 쪽과 집전체와의 접합 영역과 비교하여, 전극의 집적도가 작아지도록, 또는 접합부의 총 면적이 작아지도록, 양자의 접합 영역의 접합 상태를 상이하게 하고 있는 전지가 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, 양극 및 음극의 금속박이 각각 타원형으로 권취되고, 중첩된 각각의 측면 에지부의 일부의 호(弧)가 접합된 축전 디바이스가 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 제2012-195085호 일본 공개특허공보 제2012-182343호
상기 특허문헌 1 및 2의 축전 소자에 있어서는, 발전 요소를 용기에 삽입할 때나, 축전 소자에 충격이 가해진 때 등에, 발전 요소에서의 전해액을 빨아올리는 부분이 변형되는 경우가 있다. 이 경우, 발전 요소에의 전해액의 공급이 부족하고, 저항이 상승한다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 전해액의 공급이 부족한 것에 의한 저항의 상승이 억제되어 있는 축전 소자, 축전 시스템 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 축전 소자는,
용기;
이 용기에 수용되고, 양극, 음극, 그리고 양극 및 음극의 사이에 배치된 격리판이 권취되며, 곡선부, 및 이 곡선부와 연속되는 직선부를 포함하는 통형의 발전 요소;
용기에 수용되고, 발전 요소의 권취축의 한쪽 단과 발전 요소의 권취축의 다른 쪽 단에서, 각각 양극과 음극에 접속된 각각의 집전체; 및
용기에 수용된 전해액을 포함하고,
양극은, 양극 기재(基材)와, 이 양극 기재에서의 한쪽 단을 제외한 영역에 형성된 양극 합제층을 포함하고,
음극은, 음극 기재와, 이 음극 기재에서의 다른 쪽 단을 제외한 영역에 형성된 음극 합제층을 포함하고,
양극 기재는, 한쪽 단에 있어서, 양극 합제층이 형성되어 있지 않은 비형성부를 포함하고,
음극 기재는, 다른 쪽 단에 있어서, 음극 합제층이 형성되어 있지 않은 비형성부를 포함하고,
집전체는, 한쪽 단에서의 양극의 비형성부의 직선부 중 적어도 일부와, 다른 쪽 단에서의 음극의 비형성부의 직선부 중 적어도 일부에 접속되고,
양극에 있어서, 한쪽 단의 길이는 권취 길이보다 길고/길거나, 음극에 있어서, 다른 쪽 단의 길이는 권취 길이보다 길다.
본 발명의 축전 소자에 의하면, 양극에 있어서 비형성부가 위치하는 한쪽 단의 길이가 권취 길이보다 길고, 또한 비형성부의 직선부가 집전체와 접속되어 있으므로, 발전 요소의 비형성부의 곡선부에 물결처럼 굽이(출렁임, 주름 등을 포함함)가 발생한다.
마찬가지로, 음극에 있어서 비형성부가 위치하는 다른 쪽 단의 길이가 권취 길이보다 길고, 또한 비형성부의 직선부가 집전체와 접속되어 있으므로, 발전 요소의 비형성부의 곡선부에 물결처럼 굽이가 발생한다.
이와 같이, 양극 및/또는 음극의 곡선부에 물결처럼 굽이를 발생시키면, 양극과 격리판과의 간극, 및/또는, 음극과 격리판과의 간극이 넓어져, 이 간극으로부터 전해액이 쉽게 들어가게 된다. 그러므로, 발전 요소를 용기에 삽입할 때나, 축전 소자에 충격이 가해진 때 등에, 발전 요소에서의 전해액을 빨아올리는 부분이 변형된 경우라도, 전해액의 공급 경로를 확보하기 쉽다. 따라서, 발전 요소에의 전해액의 공급이 부족한 것을 억제할 수 있으므로, 발전 요소에서의 저항의 상승을 억제할 수 있다.
본 발명의 축전 소자의 제조 방법은,
양극 기재와, 이 양극 기재의 권취 방향의 한쪽 단 에지를 제외한 영역에 형성된 양극 합제층을 포함하는 양극을 준비하는 단계;
음극 기재와, 이 음극 기재의 권취 방향의 다른 쪽 단 에지를 제외한 영역에 형성된 음극 합제층을 포함하는 음극을 준비하는 단계;
양극 및 음극 사이에 격리판을 배치하여 권취함으로써, 곡선부와, 이 곡선부와 연속되는 직선부를 포함하는 통형의 발전 요소를 형성하는 단계;
발전 요소의 권취축의 한쪽 단에서 양극과 접속하고, 발전 요소의 권취축의 다른 쪽 단에서 음극과 접속하도록, 각각 집전체를 형성하는 단계; 및
발전 요소, 집전체, 및 전해액을 용기에 수용하는 단계를 포함하고,
상기 발전 요소를 형성하는 단계에서는, 양극 기재의 한쪽 단 에지에 있어서 양극 합제층이 형성되어 있지 않은 비형성부가 한쪽 단에 위치하고, 음극 기재의 다른 쪽 단 에지에 있어서 음극 합제층이 형성되어 있지 않은 비형성부가 다른 쪽 단에 위치하도록 권취하고,
상기 집전체를 형성하는 단계에서는, 한쪽 단에서의 양극 기재의 비형성부의 직선부 중 적어도 일부와 접속하도록, 또한, 다른 쪽 단에서의 음극 기재의 비형성부의 직선부 중 적어도 일부와 접속하도록 각각의 집전체를 형성하고,
상기 양극을 준비하는 단계에서는, 한쪽 단 에지의 길이가 권취 길이보다 긴 양극을 준비하고/준비하거나, 음극을 준비하는 단계에서는, 다른 쪽 단 에지의 길이가 권취 길이보다 긴 음극을 준비한다.
본 발명의 축전 소자의 제조 방법에 의하면, 비형성부가 위치하는 한쪽 단 에지의 길이가 권취 길이보다 긴 양극을 준비하고, 그 비형성부의 직선부를 집전체와 접속하므로, 발전 요소의 비형성부의 곡선부에 물결처럼 굽이(출렁임, 주름 등을 포함함)가 발생한다.
마찬가지로, 비형성부가 위치하는 다른 쪽 단 에지의 길이가 권취 길이보다 긴 음극을 준비하고, 그 비형성부의 직선부를 집전체와 접속하므로, 발전 요소의 비형성부의 곡선부에 물결처럼 굽이가 발생한다.
이와 같이, 양극 및/또는 음극의 곡선부에 물결처럼 굽이를 발생시킴으로써, 양극과 격리판과의 간극, 및/또는, 음극과 격리판과의 간극이 넓어져, 이 간극으로부터 전해액이 쉽게 들어가게 된다. 그러므로, 발전 요소를 용기에 삽입할 때나, 축전 소자에 충격이 가해진 때 등에, 발전 요소에서의 전해액을 빨아올리는 부분이 변형된 경우라도, 전해액의 공급 경로가 쉽게 확보된다. 따라서, 발전 요소에의 전해액의 공급이 부족한 것을 억제할 수 있으므로, 발전 요소에서의 저항의 상승을 억제할 수 있다.
상기 축전 소자에서의 일 태양으로서는, 상기 양극에 있어서, 한쪽 단은 다른 쪽 단을 향해 오목한 호형이고/호형이거나, 상기 음극에 있어서, 다른 쪽은 한쪽 단을 향해 오목한 호형인 태양(態樣)이 채용된다.
상기 축전 소자의 제조 방법에서의 일 태양으로서는, 상기 양극을 준비하는 단계에서는, 비형성부의 한쪽 단 에지가, 비형성부와 반대 측의 다른 쪽 단 에지를 향해 오목한 호형인 양극 기재를 사용하고/사용하거나, 음극을 준비하는 단계에서는, 비형성부의 다른 쪽 단 에지가, 비형성부와 반대 측의 한쪽 단 에지를 향해 오목한 호형인 음극 기재를 사용하는 태양이 채용된다.
이로써, 곡선부에 물결처럼 굽이를 발생시킨 축전 소자를 용이하게 실현할 수 있다.
상기 축전 소자에서의 다른 태양으로서는, 상기 양극 기재 및/또는 상기 음극 기재에 있어서, 권취축 방향의 폭에 대한, 권취축과 직교하는 방향 1m당 만곡량의 비가 0.03 이상 0.10 이하인 태양이 채용된다.
상기 축전 소자의 제조 방법에서의 다른 태양으로서는, 상기 양극을 준비하는 단계 및/또는 상기 음극을 준비하는 단계에서는, 양극 기재 및/또는 음극 기재에 있어서, 권취축 방향의 폭에 대한, 권취축과 직교하는 방향 1m당 만곡량의 비가 0.03 이상 0.10 이하인 태양이 채용된다.
비가 0.03 이상인 경우, 양극과 격리판과의 간극, 및/또는, 음극과 격리판과의 간극이 더욱 넓어져, 전해액를 더욱 공급하기 쉬워지므로, 전해액의 공급이 부족한 것에 의한 저항의 상승을 더욱 억제할 수 있다. 비가 0.10 이하인 경우, 양극과 격리판과의 간극, 및/또는, 음극과 격리판과의 간극이 지나치게 넓지는 않으므로, 간극이 지나치게 넓은 것에 의한 저항의 상승을 억제할 수 있다.
본 발명의 축전 시스템은 상기 어느 하나의 축전 소자와, 이 축전 소자의 충방전의 제어를 행하는 제어부를 포함하고 있다.
본 발명의 축전 시스템에 의하면, 저항의 상승이 억제되어 있는 축전 소자를 구비하고 있다. 따라서, 축전 시스템은 저항의 상승이 억제되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 저항의 상승이 억제되어 있는 축전 소자, 축전 시스템, 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에서의 축전 소자의 일례인 비수 전해질 2차 전지를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에서의 비수 전해질 2차 전지의 용기의 내부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은, 도 2에서의 III-III선에 따른 단면도이며, 본 발명의 실시형태 1에서의 비수 전해질 2차 전지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에서의 비수 전해질 2차 전지를 구성하는 발전 요소를 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 5는, 도 2에서의 V-V선에 따른 단면도이며, 본 발명의 실시형태 1에서의 발전 요소의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 1에서의 발전 요소를 구성하는 양극 및 음극을 개략적으로 나타내는 확대 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 1에서의 권취 전의 양극을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 1에서의 권취 전의 음극을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 9의 (A) 및 (B)은, 본 발명의 실시형태 1에서의 권취 전의 양극 및 음극을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 10은 본 발명의 실시형태 1에서의 양극 및 음극의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태 1에서의 양극 및 음극의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 12는 비교예에서의 발전 요소의 모식도이다.
도 13은 본 발명의 실시형태 2에서의 축전 시스템 및 이것을 차량에 탑재한 상태를 나타낸 모식도이다.
도 14는 실시예의 리튬 이온 2차 전지에 있어서, 폭(W)에 대한 만곡량(C)의 비(C/W)와 1000 사이클 후의 저항 비율과의 관계를 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그리고, 이하의 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 참조 부호를 부여하고 그 설명은 반복하지 않는다.
(실시형태 1)
도 1∼도 11을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태인 축전 소자의 일례인 비수 전해질 2차 전지(1)를 설명한다. 본 실시형태의 비수 전해질 2차 전지(1)는 권취 식의 발전 요소를 구비하고 있다.
도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 비수 전해질 2차 전지(1)는, 용기(2), 이 용기(2)에 수용된 전해액(3), 용기(2)에 장착된 2개의 외부 개스킷(5), 이 용기(2)에 수용된 발전 요소(10), 이 발전 요소(10)로 전기적으로 접속된 2개의 집전체(7), 및 각각의 집전체(7)와 전기적으로 접속된 2개의 외부 단자(21)를 구비하고 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 용기(2)는, 개구가 형성되고 발전 요소(10)를 수용하는 상자형의 본체부(케이스)(2a)와, 본체부(2a)의 개구를 덮는 직사각형 판형의 커버부(2b)를 가진다. 본체부(2a) 및 커버부(2b)는, 예를 들면, 스테인리스 강 판으로 형성되고, 서로 용접되어 있다.
커버부(2b)의 외면에는 외부 개스킷(5)이 각각 배치되어 있다. 커버부(2b)에는, 길이 방향의 양단 측에 각각 개구가 형성되어 있다. 외부 개스킷(5)에는, 개구가 형성되어 있다. 커버부(2b)의 한쪽의 개구와 외부 개스킷(5)의 개구가 연결되어 있다. 마찬가지로, 커버부(2b)의 다른 쪽의 개구와 외부 개스킷(5)의 개구가 연결되어 있다. 외부 개스킷(5)은, 예를 들면, 오목부를 가지고, 이 오목부 내에 외부 단자(21)가 배치되어 있다.
외부 단자(21)는, 각각 , 발전 요소(10)에 접속된 집전체(7)(도 3 참조)와 접속되고, 발전 요소(10)와 전기적으로 접속되어 있다. 외부 단자(21)는, 예를 들면, 알루미늄, 알루미늄 합금 등의 알루미늄계 금속 재료로 형성되어 있다. 집전체(7)에 대해서는 후술한다.
외부 개스킷(5), 집전체(7), 및 외부 단자(21)로서는, 양극용과 음극용이 설치되어 있다.
양극용의 외부 개스킷(5), 집전체(7), 및 외부 단자(21)는, 발전 요소(10)의 권취축(A)의 한쪽 단(10A) 측(도 3에서의 오른쪽), 즉 커버부(2b)의 길이 방향에서의 일단 측에 배치되어 있다.
음극용의 외부 개스킷(5), 집전체(7), 및 외부 단자(21)는, 발전 요소(10)의 권취축(A)의 다른 쪽 단(10B) 측(도 3에서의 왼쪽), 즉 커버부(2b)의 길이 방향에서의 타단 측에 배치되어 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본체부(2a)의 내부에는, 전해액(3)이 수용되어 있다. 발전 요소(10)는 전해액(3)에 침지(沈漬)되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 비수 전해질 2차 전지(1)를 탑재했을 때, 전해액(3)의 일부는 잉여 전해액이 되어 용기(2)의 하부에 저류되어, 발전 요소(10)의 격리판(12)의 일부가 잉여 전해액(전해액(3))과 접촉되어 있다. 즉, 잉여 전해액이 전해액(3)은, 용기(2)의 내부 공간에서의 발전 요소(10)를 제외한 영역 중 적어도 일부에 수용되어, 격리판(12) 중 적어도 일부와 접촉되어 있다.
전해액(3)은, 유기용매에 전해질이 용해되어 조제되어 있다.
유기용매로서는, 예를 들면, 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디메틸 카보네이트(DMC), 에틸메틸 카보네이트(EMC) 등의 에스테르계 용매나, 에스테르계 용매에 γ-부티로락톤(γ-BL), 디에톡시 에탄(DEE) 등의 에테르계 용매 등을 배합하여 이루어지는 유기용매 등을 들 수 있다.
전해질로서는 과염소산 리튬(LiClO4), 4불화 리튬(LiBF4), 6불화인산 리튬(LiPF6) 등의 리튬염 등을 들 수 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본체부(2a)의 내부에는, 발전 요소(10)가 수용되어 있다. 용기(2) 내에는, 1개의 발전 요소가 수용되고 있어도 되고, 복수의 발전 요소가 수용되고 있어도 된다. 후자의 경우에는, 복수의 발전 요소(10)는 전기적으로 병렬로 접속되어 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 발전 요소(10)는 통형(본 실시형태에서는, 가로로 긴 원통형(편평 형상)으로서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 곡선부(R)와 곡선부(R)와 이어지는 직선부(S)를 가진다.
곡선부(R)는 대략 호형이며, 본 실시형태에서는, 도 5에서의 위 및 아래에 위치하는 부분이다.
직선부(S)는 편평형이며, 본 실시형태에서는, 도 5에서의 왼쪽 및 오른쪽에 위치하는 부분이다. 직선부(S)는 대략 곧은 상태이며, 작은 물결처럼 굽이가 발생해 있는 상태를 포함한다. 후술하는 바와 같이, 발전 요소(10)의 권취축(A)(가상 직선 선분)의 한쪽 단(10A) 및 다른 쪽 단(10B)에 위치하는 직선부(S) 중 적어도 일부는, 집전체(7)로 묶인다. 따라서, 집전체(7)로 묶인 직선부(S)의 영역(집전체(7)와의 접속 영역)은, 묶이기 전의 직선부(S) 대하여 경사지는 경우도 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 발전 요소(10)는 양극(11), 격리판(12), 및 음극(13)을 포함하고 있다. 발전 요소(10)는 음극(13) 위에 격리판(12)이 배치되고, 이 격리판(12) 위에 양극(11)이 배치되고, 이 양극(11) 위에 격리판(12)이 배치된 상태로 권취되어, 통형으로 형성되어 있다. 즉, 발전 요소(10)에 있어서, 스트립형(strip shaped)의 음극(13)의 외주 측에 스트립형의 격리판(12)이 형성되고, 이 격리판(12)의 외주 측에 스트립형의 양극(11)이 형성되고, 이 양극(11)의 외주 측에 스트립형의 격리판(12)이 형성되어 있다.
그리고, 도 4에 나타낸 바와 같이, 권취축(A)은 양극(11)이나 음극(13)의 폭 방향을 따라 연장되어 있다. 본 실시형태에서는, 발전 요소(10)에 있어서, 양극(11) 및 음극(13) 사이에 절연성의 격리판이 배치되어 있으므로, 양극(11)과 음극(13)은 전기적으로 접속되어 있지 않다.
도 3, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 발전 요소(10)를 구성하는 양극(11)은 양극 기재로서의 양극 집전박(集電箔)(11A)과, 이 양극 집전박(11A)의 한쪽 단(11C)(양극 집전박(11A)에 있어서, 권취축(A)의 축 방향의 한쪽에 위치하는 한쪽 단(11C))을 제외한 영역에 형성된 양극 합제층(11B)을 가진다.
바꾸어 말하면, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 양극(11)은 양극 합제층(11B) 측에서 보았을 때, 권취 방향(E)의 한쪽 단(11C)을 따라 연장되도록 위치하는 양극 집전박(11A)과, 한쪽 단(11C)과는 반대 측의 다른 쪽 단(11D)을 따라 연장되도록 위치하는 양극 합제층(11B)을 포함한다.
또한 바꾸어 말하면, 양극(11)을 구성하는 양극 집전박(11A)은, 양극 집전박(11A)의 한쪽 단(11C)에 있어서, 양극 합제층(11B)이 형성되어 있지 않은(양극 집전박(11A) 위에 양극 합제층(11B)이 형성되어 있지 않음) 비형성부(11E)를 가진다.
도 3, 도 6 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 발전 요소(10)를 구성하는 음극(13)은 음극 기재로서의 음극 집전박(13A)과, 이 음극 집전박(13A)의 다른 쪽 단(13C)(음극 집전박(13A)에 있어서, 권취축(A)의 축 방향의 다른 쪽에 위치하는 다른 쪽 단(13C))을 제외한 영역에 형성된 음극 합제층(13B)을 가진다.
바꾸어 말하면, 도 6 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 음극(13)은 음극 합제층(13B) 측에서 보았을 때, 권취 방향(E)의 다른 쪽 단(13C)을 따라 연장되도록 위치하는 음극 집전박(13A)과, 다른 쪽 단(13C)과는 반대 측의 한쪽 단(13D)을 따라 연장되도록 위치하는 음극 합제층(13B)을 포함한다.
또한 바꾸어 말하면, 음극(13)을 구성하는 음극 집전박(13A)은, 음극 집전박(13A)의 다른 쪽 단(13C)에 있어서, 음극 합제층(13B)이 형성되어 있지 않은(음극 집전박(13A) 위에 음극 합제층(13B)이 형성되어 있지 않은) 비형성부(13E)를 가진다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 양극(11)의 비형성부(11E)는 권취축(A)의 한쪽 단(10A)(권취축(A)의 축 방향의 한쪽)에 배치되고, 음극(13)의 비형성부(13E)는 권취축(A)의 다른 쪽 단(10B)(권취축(A)의 축 방향의 다른 쪽)에 배치되어 있다. 즉, 양극(11)의 비형성부(11E)와 음극(13)의 비형성부(13E)는, 권취 방향으로 연장되고 또한 발전 요소(10)의 폭의 중심에 위치하는 가상선에 대하여, 서로 대칭 위치에 있다.
양극(11)에 있어서, 한쪽 단(10A)의 길이는 권취 길이(양극(11)에서의 권취 방향(E)의 길이)보다 길다. 바꾸어 말하면, 양극 집전박(11A)에 있어서, 비형성부(11E)가 형성된 한쪽 단(11C)의 길이는 권취 길이(양극 집전박(11A)에서의 권취 방향(E)의 길이)보다 길다. 또한 바꾸어 말하면, 양극에 있어서, 비형성부(11E)의 권취 방향(E)의 한쪽 단(11C)의 단 에지의 길이는 권취 길이보다 길다.
음극(13)에 있어서, 다른 쪽 단(10B)의 길이는 권취 길이(음극(13)에서의 권취 방향(E)의 길이)보다 길다. 바꾸어 말하면, 음극 집전박(13A)에 있어서, 비형성부(13E)가 형성된 다른 쪽 단(13C)의 길이는 권취 길이(음극 집전박(13A)에서의 권취 방향(E)의 길이)보다 길다. 또한 바꾸어 말하면, 음극(13)에 있어서, 비형성부(13E)의 권취 방향(E)의 다른 쪽 단(13C)의 단 에지의 길이는 권취 길이보다 길다.
본 실시형태에서는, 양극 집전박(11A)의 비형성부(11E)의 한쪽 단(11C)은, 비형성부(11E)와 반대 측의 다른 쪽 단(11D)을 향해 오목한 호형이다. 음극 집전박(13A)의 비형성부(13E)의 다른 쪽 단(13C)은, 비형성부(13E)와 반대 측의 한쪽 단(13D)을 향해 오목한 호형이다. 바꾸어 말하면, 양극 집전박(11A) 및 음극 집전박(13A)의 비형성부(11E, 13E)의 단 에지는, 비형성부(11E, 13E)와 반대 측의 단 에지를 향해 오목한 호형이다.
여기서, 상기 "단(端)의 길이"란, 양극(11) 및/또는 음극(13)에서의 권취 방향(E) 1m당에 있어서, 권취 방향 양단 사이에 연장되는 한쪽 단 및/또는 다른 쪽 단을 따른 길이를 의미하고, 양단 사이의 최단 거리는 아니다. 본 실시형태에서는, "단의 길이"란, 곡선(호형 곡선)을 따른 길이를 의미한다.
또한, 상기 "권취 길이"란, 양극(11) 및 음극(13)에서의 권취 방향(E)을 따른 길이이다. 구체적으로는, 본 실시형태에서는, "권취 길이"란, 양극(11), 음극(13)에서의 권취 방향(E) 1m당에 있어서, 권취 방향(E)의 한쪽 단 에지와 권취 방향(E)의 다른 쪽 단 에지에서의 비형성부(11E, 13E)로부터 한쪽 단 에지와 평행하게 연장되는 가상 직선을 연결하는 거리이다(예를 들면, 도 9에 나타냄).
도 9 (A)에 나타낸 바와 같이, 양극 집전박(11A) 및 음극 집전박(13A)에 있어서는, 발전 요소(10)의 권취축(A) 방향의 길이(폭 W)에 대한, 권취축(A)과 직교하는 방향(권취 방향(E) 1m당 만곡량(C)의 비가, 0.03 이상 0.10 이하인 것이 바람직하고, 0.03 이상 0.09 이하인 것이 더욱 바람직하며, 0.05 이상 0.07 이하인 것이 더한층 바람직하다.
여기서, 상기 값은, 양극(11) 및 음극(13)을 권취된 상태로부터 스트립형의 상태로 되돌려, 무하중으로 측정되는 값이다.
만곡량(C)(도 9 (A), 도 11 참조)이란, 양극(11) 및/또는 음극(13)에서의 권취 방향(E) 1m당에 있어서, 양극 집전 기재 및/또는 음극 집전 기재가 바깥쪽으로 가장 돌출된 위치와 가장 오목한 위치의 차를 의미한다. 본 실시형태에서는, 만곡량(C)이란, 양극 집전박(11A) 및/또는 음극 집전박(13A)이 가장 돌출된 위치와 가장 오목한 위치의 차를 의미한다.
폭(W)이란, 권취축(A) 방향(권취 방향(E)과 직교하는 방향)의 거리, 즉 한쪽 단(11C, 13D)에서 다른 쪽(11D, 13C)까지의 거리이다. 본 실시형태에서는, 폭(W)이란, 양극 집전박(11A) 및 음극 집전박(13A)의 폭이다. 폭이 일정하지 않은 경우에는, 최대 폭을 상기 폭(W)으로 한다.
그리고, 만곡량(C) 및 폭(W)은, 해체한 전지로부터 인출한 양극 또는 음극의 권취를 풀어, 양극 또는 음극을 신장한 상태로, 양극 또는 음극에 투명의 아크릴판을 두고 측정할 수도 있다.
도 9 (A)에서는, 양극(11) 및 음극(13)의 권취 방향(E) 양측의 단 에지가 서로 평행인 경우가, 예로서 나타나 있다. 한편, 도 9 (B)에 나타낸 바와 같이, 양극(11) 및 음극(13)의 권취 방향(E) 양측의 단 에지가 서로 평행이 아닌 경우 등에서도, 만곡량(C) 및 폭(W)의 정의는 마찬가지이며, 권취축 방향(A)의 폭(W)에 대한, 권취축(A)과 직교하는 방향 1m당 만곡량(C)의 비의 바람직한 값은, 상기와 동일하다.
그리고, 본 실시형태에서는, 양극(11)에서의 한쪽 단(10A)의 길이는 권취 길이보다 길고, 또한 음극(13)에서의 다른 쪽 단(10B)의 길이는 권취 길이보다 긴 경우를 예로 들었다. 이 구성은, 양극(11) 및 음극 중 어느 한쪽에서 채용되어도 되지만, 양극(11) 및 음극(13) 양쪽에서 채용되는 것이 바람직하다.
양극(11)에서의 한쪽 단(10A)(11C)의 길이와 다른 쪽 단(10B)(11D)의 길이와의 관계는, 특별히 한정되지 않지만, 제조상의 이유에서, 다른 쪽 단(10B)의 길이 > 한쪽 단(10A)의 길이 > 권취 길이라도 된다.
음극(13)에서의 한쪽 단(10A)(13D)의 길이와 다른 쪽 단(10B)(13C)의 길이와의 관계는, 특별히 한정되지 않지만, 제조상의 이유에서, 한쪽 단(10A)의 길이 > 다른 쪽 단(10B)의 길이 > 권취 길이라도 된다.
그리고, 본 실시형태에서는, 양극 집전박(11A) 및 음극 집전박(13A)의 양면 각각에, 양극 합제층(11B) 및 음극 합제층(13B)이 형성되어 있지만, 본 발명은, 이와 같은 구조에 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 양극 집전박(11A)의 한쪽 면에 양극 합제층(11B)이 형성되어 있어도 되고, 음극 집전박(13A)의 한쪽 면에 음극 합제층(13B)이 형성되어 있어도 된다. 단, 양극 합제층(11B)과 음극 합제층(13B)은, 서로 대면하고 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 양극 기재 및 음극 기재로서 양극 집전박 및 음극 집전박을 예로 들어 설명하고 있지만, 본 발명은 양극 기재 및 음극 기재의 형상은 박(箔)형에 한정되지 않는다.
양극 합제층(11B)은 양극 활물질과, 도전 조제와, 바인더(binder)를 가진다. 음극 합제층(13B)은 음극 활물질과 바인더를 가진다. 그리고, 음극 합제층(13B)은 도전 조제를 더 가지고 있어도 된다.
양극 활물질은, 양극에 있어서 충전 반응 및 방전 반응의 전극 반응에 기여할 수 있는 물질이다. 양극 활물질의 재료로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 니켈산 리튬(LiNiO2), 스피넬 망간산 리튬(LiMn2O4), 코발트산 리튬(LiCoO2) 등의 리튬 복합 산화물 등을 사용할 수 있다.
음극 활물질은, 음극에 있어서 충전 반응 및 방전 반응의 전극 반응에 기여할 수 있는 물질이다. 음극 활물질의 재료로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 비정질 탄소, 난(難)흑연화 탄소, 이(易)흑연화 탄소, 흑연 등의 탄소계 물질 등을 사용할 수 있다.
바인더는 특별히 한정되지 않고, 바인더로서는, 예를 들면, 폴리아크릴로 니트릴, 폴리불화 비닐리덴(PVDF), 불화 비닐리덴과 헥사 플루오로 프로필렌과의 공중합체, 폴리테트라플루오로 에틸렌, 폴리헥사플루오로 프로필렌, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리포스파젠, 폴리실록산, 폴리아세트산 비닐, 폴리비닐 알코올, 폴리 메타크릴산 메틸, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 스티렌-부타디엔 고무, 니트릴-부타디엔 고무, 폴리스티렌, 폴리카보네이트 등을 사용할 수 있다.
격리판(12)은 양극(11) 및 음극(13)의 사이에 배치되고, 양극(11)과 음극(13)과의 전기적인 접속을 차단하면서, 전해액(3)의 통과를 허용하는 것이다.
격리판(12)은 1층라도 되고, 격리판 기재층과 이 기재층의 한쪽 면 위에 형성된 무기층을 포함하는 2층 이상이어도 된다. 또한, 격리판 기재층의 양면에 무기층을 도포한 것이라도 된다. 또한, 격리판(12)은, 예를 들면, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌과 같은 3층 구조를 가져도 된다. 격리판(12)을 다층 구조로 하는 기술을 적용함으로써, 활물질 등이 도포된 전극판 위에 오버코트 처리를 한 재료를 축전 소자에 채용해도 된다.
격리판(12)이 1층인 경우에는, 예를 들면, 격리판(12)으로서 폴리올레핀제 미세 다공막 등을 사용할 수 있다.
격리판(12)이 격리판 기재층과 무기층을 포함하는 경우, 격리판 기재층은 특별히 한정되지 않는다. 격리판 기재층으로서는, 수지 다공막 전반을 사용할 수 있고, 예를 들면, 폴리머, 천연 섬유, 탄화수소 섬유, 유리 섬유 또는 세라믹 섬유의 직물, 또는 부직 섬유를 사용할 수 있다.
무기층은 무기 코팅층(coating layer)이라고도 하며, 예를 들면, 무기 입자, 바인더 등을 포함한다.
무기 입자로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 산화철, SiO2, Al2O3, TiO2, BaTiO2, ZrO, 알루미나 실리카 복합 산화물 등의 산화물 미립자; 질화알루미늄, 질화규소 등의 질화물 미립자; 불화칼슘, 불화바륨, 황산바륨 등의 난용성의 이온 결정 미립자; 실리콘, 다이아몬드 등의 공유 결합성 결정 미립자; 탈크(talc), 몬모릴로나이트 등의 점토 미립자: 베마이트(boehmite), 제올라이트(zeolite), 애퍼타이트(apatite), 카올린(kaolin), 물라이트(mullite), 스피넬, 올리빈(olivine), 세리사이트(sericite), 벤토나이트(bentonite), 운모(mica) 등의 광물자원 유래 물질의 입자 또는 이들 인조 물질의 입자 등을 사용할 수 있다.
바인더는 양극 및 음극이 가지는 바인더와 동일하므로, 바인더의 설명은 반복하지 않는다.
그리고, 격리판 기재층 및 무기층은 각각, 단일의 층에 의해 구성되어 있어도 되고, 복수의 층에 의해 구성되어 있어도 된다.
도 3에 나타낸 집전체(7)는 각각, 전술한 발전 요소(10)의 권취축(A)의 한쪽 단(10A)(도 3에서의 오른쪽)과, 다른 쪽 단(10B)(도 3에서의 왼쪽)에 접속되어 있다.
상세하게는, 양극(11) 측의 집전체(7)(도 3에서의 오른쪽의 집전체(7))는, 양극 집전박(11A)의 한쪽 단(11C)에서의 양극 합제층(11B)이 형성되어 있지 않은 비형성부(11E)의 직선부(S)(도 5 참조) 중 적어도 일부와 접속되어 있다.
음극(13) 측의 집전체(7)(도 3에서의 왼쪽의 집전체(7))는, 음극 집전박(13A)의 다른 쪽 단(13C)에서의 음극 합제층(13B)이 형성되어 있지 않은 비형성부(13E)의 직선부(S)(도 5 참조) 중 적어도 일부와 접속되어 있다.
집전체(7)는, 적층된 양극 집전박(11A) 및 음극 집전박(13A)의 직선부(S)의 일부와 접속되어도 되고, 전부와 접속되어도 되며, 대향하는 곡선부(R)의 한쪽(도 3에서의 위쪽)과 또한 접속되어 있어도 된다. 집전체(7)는 적층된 양극 집전박(11A) 및 음극 집전박(13A)의 직선부(S)의 중앙부에 접속되어 있는 것이 바람직하다. 단, 집전체(7)는 대향하는 곡선부(R) 중 적어도 한쪽과 접속되어 있지 않다.
그리고, 집전체(7)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 적층된 양극 집전박(11A) 및 음극 집전박(13A)의 직선부(S)를 집전할 수 있는 형상이며, 예를 들면, 판형이다.
이어서, 본 실시형태에서의 축전 소자(비수 전해질 2차 전지(1))의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 실시형태의 축전 소자(비수 전해질 2차 전지(1)의 제조 방법은,
양극 기재와, 이 양극 기재의 권취 방향의 한쪽 단 에지를 제외한 영역에 형성된 양극 합제층을 포함하는 양극을 준비하는 단계;
음극 기재와, 이 음극 기재의 권취 방향의 다른 쪽 단 에지를 제외한 영역에 형성된 음극 합제층을 포함하는 음극을 준비하는 단계;
양극 및 음극 사이에 격리판을 배치하여 권취함으로써, 곡선부와, 이 곡선부와 연속되는 직선부를 가지는 통형의 발전 요소를 형성하는 단계;
발전 요소의 권취축의 한쪽 단에서 양극과 접속하고, 발전 요소의 권취축의 다른 쪽 단에서 음극과 접속하도록, 각각 집전체를 형성하는 단계;
발전 요소, 집전체, 및 전해액을 용기에 수용하는 단계를 포함하고,
상기 발전 요소를 형성하는 단계에서는, 양극 기재의 한쪽 단 에지에 있어서 양극 합제층이 형성되어 있지 않은 비형성부가 한쪽 단에 위치하고, 또한 음극 기재의 다른 쪽 단 에지에 있어서 음극 합제층이 형성되어 있지 않은 비형성부가 다른 쪽 단에 위치하도록 권취하고,
상기 집전체를 형성하는 단계에서는, 한쪽 단에서의 양극 기재의 비형성부의 직선부 중 적어도 일부와 접속하도록, 또한, 다른 쪽 단에서의 음극 기재의 비형성부의 직선부 중 적어도 일부와 접속하도록 각각의 집전체를 형성하고,
상기 양극을 준비하는 단계에서는, 한쪽 단 에지의 길이가 권취 길이보다 긴 양극을 준비하고/준비하거나, 음극을 준비하는 단계에서는, 다른 쪽 단 에지의 길이가 권취 길이보다 긴 음극을 준비한다.
먼저, 양극(11)을 준비하는 단계에 대하여 설명한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 양극 기재로서의 양극 집전박(11A)와, 양극 집전박(11A)의 한쪽 단 에지(한쪽 단(11C))를 제외한 영역에 형성된 양극 합제층(11B)을 포함하는 양극(11)이 준비된다. 이 단계에서는, 권취 방향(E)을 따른 한쪽 단 에지(한쪽 단(11C))의 길이가 권취 길이보다 긴 양극(11)을 준비한다. 이 단계에서는, 비형성부(11E)(양극 합제층(11B)이 형성되어 있지 않은 미코팅부)의 한쪽 단 에지(한쪽 단(11C))이, 비형성부(11E)와 반대 측의 다른 쪽 단 에지(다른 쪽(11D))을 향해 오목한 호형인 양극 집전박(11A)을 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 한쪽 단(11C)의 호가 권취 길이보다 긴 양극(11)이 준비된다.
구체적으로는, 양극 활물질과 도전 조제(助劑)와 바인더가 혼합되고, 이 혼합물이 용제에 더해져 혼련(混練)되어, 양극 합제가 조제된다. 이 양극 합제가 양극 집전박(11A) 중 적어도 한쪽 면의 한쪽 단(11C)을 제외한 영역에 도포된다. 건조 후, 도 10에 나타낸 바와 같이, 롤 프레스(roll pres)(31)에 의해 압축 성형을 행한다. 이때, 도 11에 나타낸 상태의 것에 대하여, 권취 방향(E)의 중심 부분에 외주 부분보다 큰 압력을 가한다. 그리고, 양극 합제만을 압력에 의해 압축하는 것이 바람직하다. 이와 같이 양극 합제층(11B)에 불균일한 응력을 가함으로써, 도 7에 나타낸 바와 같이 만곡을 형성할 수 있다. 도 11에 나타낸 상태의 것을 이분하도록, 권취 방향(E)을 따라 절단하고, 또한 진공 건조를 행함으로써, 도 7에 나타낸 양극(11)이 준비된다.
다음에, 음극(13)을 준비하는 단계에 대하여 설명한다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 음극 기재로서의 음극 집전박(13A)과, 이 음극 집전박(13A)의 다른 쪽 단부(다른 쪽 단(13C))을 제외한 영역에 형성된 음극 합제층(13B)을 포함하는 음극(13)이 준비된다. 이 단계에서는, 권취 방향(E)을 따른 다른 쪽 단 에지(다른 쪽 단(13C))의 길이가, 권취 길이보다 길어지도록 음극(13)을 준비한다. 이 단계에서는, 비형성부(13E)(음극 합제층(13B)이 형성되어 있지 않은 미코팅부)의 다른 쪽 단 에지(다른 쪽 단(13C))가, 비형성부(13E)와 반대 측의 한쪽 단 에지(한쪽 단(13D))을 향해 오목한 호형인 음극 집전박(13A)을 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 다른 쪽 단(13C)의 호가 권취 길이보다 긴 음극(13)이 형성된다.
구체적으로는, 음극 활물질과 바인더가 혼합되고, 이 혼합물이 용제에 더해져 혼련되어, 음극 합제가 조제된다. 이 음극 합제가 음극 집전박(13A) 중 적어도 한쪽 면의 한쪽 단(13D)을 제외한 영역에 도포된다. 건조 후, 도 10에 나타낸 바와 같이, 롤 프레스(31)에 의해 압축 성형을 행한다. 이때, 도 11에 나타낸 상태의 것에 대하여, 권취 방향(E)의 중심 부분에 외주 부분보다 큰 압력을 가한다. 그리고, 음극 합제만을 압력에 의해 압축하는 것이 바람직하다. 이와 같이 음극 합제층(13B)에 불균일한 응력을 가함으로써, 도 8에 나타낸 바와 같이 만곡을 형성할 수 있다. 도 11에 나타낸 상태의 것을 이분하도록, 권취 방향(E)을 따라 절단하고, 또한 진공 건조를 행함으로써, 도 8에 나타낸 음극(13)이 준비된다.
전술한 권취 방향(E)의 한쪽 단 에지의 길이가 권취 길이보다 길어지도록 양극(11)을 준비하는 단계, 및/또는, 권취 방향(E)의 다른 쪽 단 에지의 길이가 권취 길이보다 길어지도록 음극(13)을 준비하는 단계에 있어서, 양극 합제층(11B) 및/또는 음극 합제층(13B)에 불균일한 응력을 가하는 것 이외에, 예를 들면, 활물질의 종류, 다공도 등을 더 변경함으로써도, 양극 및/또는 음극을 준비할 수 있다.
상기 양극(11)을 준비하는 단계 및 음극(13)을 준비하는 단계에서는, 양극 집전박(11A) 및 음극 집전박(13A)에 있어서, 권취축(A) 방향의 폭(W)에 대한, (권취축(A)과 직교하는) 권취 방향(E) 1m당 만곡량(C)의 비(C/W)가 0.03 이상 0.10 이하인 것이 바람직하고, 0.03 이상 0.09 이하인 것이 더욱 바람직하며, 0.05 이상 0.07 이하인 것이 더한층 바람직하다. 이와 같은 비(C/W)는 전술한 방법에 의해 실현할 수 있다.
이어서, 발전 요소를 형성하는 단계에 대하여 설명한다.
양극(11)과 음극(13)이 격리판(12)을 개재시켜 권취됨으로써, 곡선부(R)와, 이 곡선부(R)와 연속되는 직선부(S)를 가지는 통형의 발전 요소(10)가 형성된다. 이 단계에서는, 양극 집전박(11A)의 한쪽 단 에지(한쪽 단(11C))에 있어서 양극 합제층(11B)이 형성되어 있지 않은 비형성부(11E)가 권취축(A)의 한쪽 단(10A)에 위치하고, 또한 음극 집전박(13A)의 다른 쪽 단 에지(다른 쪽 단(13C))에 있어서 음극 합제층(13B)이 형성되어 있지 않은 비형성부(13E)가 권취축(A)의 다른 쪽 단(10B)에 위치하도록, 권취를 행한다.
이 단계에 있어서, 경우에 따라, 양극(11), 격리판(12), 및 음극(13)의 적층체를 인장하면서(소성(塑性) 변형시키면서) 권취한다.
이와 같이 권취를 실시하면, 권취 방향(E)의 길이(권취 길이)에 대하여, 여분의 길이를 가지는 부분(양극(11)에서의 한쪽 단(10A)의 길이와 권취 길이의 차에 의해 생기는 부분, 음극(13)에서의 다른 쪽 단(10B)의 길이와 권취 길이의 차에 의해 생기는 부분)은, 물결처럼 굽이(출렁임, 주름)를 발생시킴으로써, 양극(11)과 격리판(12) 사이, 및 음극(13)과 격리판(12) 사이에, 간극이 발생한다.
또한, 집전체를 형성하는 단계에 대하여 설명한다.
집전체(7)는, 발전 요소(10)의 권취축(A)의 한쪽 단(10A)에서 양극(11)과 접속하도록, 또한, 발전 요소(10)의 권취축(A)의 다른 쪽 단(10B)에서 음극(13)과 접속하도록, 각각 형성된다. 이 단계에서는, 한쪽의 집전체(7)는, 권취축(A)의 한쪽 단(10A)에서의 양극(11)의 비형성부(11E)의 직선부(S) 중 적어도 일부와 접속하도록 형성되고, 또한, 다른 쪽의 집전체(7)는, 권취축(A)의 다른 쪽 단(10B)에서의 음극(13)의 비형성부(13E)의 직선부(S) 중 적어도 일부를 접속하도록 형성된다. 이 단계를 실시함으로써, 발전 요소(10)에 있어서 집전체(7)가 형성된 영역에서 비형성부(11E, 13E)가 묶임으로써, 집전체(7)와 접속된 영역 이외의 곡선부(R)에 물결처럼 굽이가 발생한다.
그리고, 이 단계에 있어서, 발전 요소(10)가 단단히 감긴 상태로, 집전체(7)와 전극(양극(11), 음극(13))과의 접속이 느슨해지지 않도록, 집전체(7)와 전극을 용접해도 된다.
마지막으로, 발전 요소, 집전체, 및 전해액을 용기에 수용하는 단계에 대하여 설명한다.
즉, 발전 요소(10)와 이 발전 요소(10)에 각각 접속된 집전체(7)가, 용기(2)의 본체부(2a)의 내부에 배치된다. 발전 요소(10)가 복수인 경우에는, 예를 들면, 각각의 발전 요소(10)의 집전체는 전기적으로 병렬로 접속되어 본체부(2a)의 내부에 배치된다. 이어서, 집전체(7)는 커버부(2b)의 외부 개스킷(5) 내의 외부 단자(21)에 각각 용착(溶着)되고, 커버부(2b)는 본체부(2a)에 장착된다.
다음에, 용기(2)의 본체부(2a)에 전해액이 주입된다. 전해액은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 프로필렌 카보네이트(PC):디메틸카보네이트(DMC):에틸 메틸 카보네이트(EMC) = 3:2:5(체적비)의 혼합 용매에, LiPF6가 첨가되어 조제된 것이어도 된다. 또한, 공지의 첨가제가 더 첨가된 것이어도 된다. 이상의 단계에 의하여, 도 1∼도 3에 나타낸 본 실시형태에서의 비수 전해질 2차 전지(1)가 제조된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서의 축전 소자의 일례인 비수 전해질 2차 전지(1)는, 용기(2)와; 이 용기(2)에 수용되고, 또한 양극(11), 음극(13), 그리고 양극(11) 및 음극(13) 사이에 배치된 격리판(12)이 권취되고, 또한 곡선부(R)와, 이 곡선부(R)와 연속되는 직선부(S)를 가지는 통형의 발전 요소(10); 용기(2)에 수용되고, 또한 발전 요소(10)의 권취축(A)의 한쪽 단(10A)에서 양극(11)과 접속되고, 또한 발전 요소(10)의 권취축(A)의 다른 쪽 단(10B)에서 음극(13)과 접속된 집전체(7); 및 용기(2)에 수용된 전해액(3)을 구비하고, 양극(11)은 양극 기재(본 실시형태에서는 양극 집전박(11A))와, 이 양극 기재에서의 한쪽 단(10A)을 제외한 영역에 형성된 양극 합제층(11B)을 포함하고, 음극(13)은 음극 기재(본 실시형태에서는 음극 집전박(13A))와, 이 음극 기재에서의 다른 쪽 단(10B)을 제외하고 영역에 형성된 음극 합제층(13B)을 포함하고, 양극 기재는, 한쪽 단(10A)에 있어서, 양극 합제층(11B)이 형성되어 있지 않은 비형성부(11E)를 가지고, 음극 기재는, 다른 쪽 단(10B)에 있어서, 음극 합제층(13B)이 형성되어 있지 않은 비형성부(13E)를 가지고, 집전체(7)는, 한쪽 단(10A)에서의 양극(11)의 비형성부(11E)의 직선부(S) 중 적어도 일부와, 다른 쪽 단(10B)에서의 음극(13)의 비형성부(13E)의 직선부(S) 중 적어도 일부에 접속되고, 양극(11)에 있어서, 한쪽 단(10A)의 길이는 권취 길이보다 길고/길거나, 음극(13)에 있어서, 다른 쪽 단(10B)의 길이는 권취 길이보다 길다.
본 실시형태의 비수 전해질 2차 전지(1)에 의하면, 양극(11)에 있어서 비형성부(11E)가 위치하는 한쪽 단(10A)의 길이가 권취 길이보다 길고, 또한 이 비형성부(11E)의 직선부(S)가 집전체(7)와 접속되어 있으므로, 발전 요소(10)의 비형성부(11E)의 곡선부(R)에 물결처럼 굽이(출렁임)이 발생한다. 마찬가지로, 음극(13)에 있어서 비형성부(13E)가 위치하는 다른 쪽 단(10B)의 길이가 권취 길이보다 길고, 또한 비형성부(13E)의 직선부(S)가 집전체(7)와 접속되어 있으므로, 발전 요소(10)의 비형성부(13E)의 곡선부(R)에 물결처럼 굽이(출렁임, 주름 등을 포함함)가 발생한다. 이와 같이, 양극(11) 및/또는 음극(13)의 곡선부(R)에 물결처럼 굽이를 발생시킬 수 있으면, 도 12에 나타낸 비교예의 발전 요소(한쪽 단의 길이와 권취 길이가 동일한 양극 및 다른 쪽의 길이와 권취 길이가 동일한 음극을 가지는 발전 요소)에 비해, 양극(11)과 격리판(12)의 간극, 및/또는, 음극(13)과 격리판(12)의 간극이 넓어져, 이 간극으로부터 전해액이 쉽게 들어가게 된다. 그러므로, 발전 요소(10)를 용기(2)에 삽입할 때나, 비수 전해질 2차 전지(1)에 충격이 가해진 때 등에 있어서, 비수 전해질 2차 전지(1) 및 그 구성 부재에 응력이 가해져, 발전 요소(10)에서의 전해액(3)을 빨아올리는 부분이 변형된 경우라도, 전해액(3)의 공급 경로가 쉽게 확보된다. 따라서, 발전 요소(10)에의 전해액(3)의 공급이 부족한 것을 억제할 수 있으므로, 비수 전해질 2차 전지(1)에서의 전기 저항의 상승을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 비수 전해질 2차 전지(1)의 제조 방법은, 양극 기재(본 실시형태에서는 양극 집전박(11A))과, 이 양극 기재의 권취 방향(E)의 한쪽 단 에지(본 실시형태에서는 한쪽 단(11C))을 제외한 영역에 형성된 양극 합제층(11B)을 포함하는 양극(11)을 준비하는 단계; 음극 기재(본 실시형태에서는 음극 집전박(13A))과, 이 음극 기재의 권취 방향(E)의 다른 쪽 단 에지(본 실시형태에서는 다른 쪽 단(13C))을 제외한 영역에 형성된 음극 합제층(13B)을 포함하는 음극(13)을 준비하는 단계; 양극(11) 및 음극(13) 사이에 격리판(12)을 배치하여 권취함으로써, 곡선부(R)와 이 곡선부(R)와 연속되는 직선부(S)를 가지는 통형의 발전 요소(10)를 형성하는 단계; 발전 요소(10)의 권취축(A)의 한쪽 단(10A)에서 양극(11)과 접속하고, 발전 요소(10)의 권취축(A)의 다른 쪽 단(10B)에서 음극(13)과 접속하도록, 집전체(7)를 형성하는 단계; 및 발전 요소(10), 집전체(7), 및 전해액(3)을 용기(2)에 수용하는 단계를 포함하고, 발전 요소(10)를 형성하는 단계에서는, 양극 기재의 한쪽 단 에지(한쪽 단(11C))에 있어서 양극 합제층(11B)이 형성되어 있지 않은 비형성부(11E)가 한쪽 단(10A)에 위치하고, 또한 음극 기재의 다른 쪽 단 에지(다른 쪽 단(13C))에 있어서 음극 합제층(13B)이 형성되어 있지 않은 비형성부(13E)가 다른 쪽 단(10B)에 위치하도록 권취하고, 집전체(7)를 형성하는 단계에서는, 한쪽 단(10A)에서의 양극(11)의 비형성부(11E)의 직선부(S) 중 적어도 일부와, 다른 쪽 단(10B)에서의 음극(13)의 비형성부(13E)의 직선부(S) 중 적어도 일부를 접속하도록 집전체(7)가 형성되고, 양극(11)을 준비하는 단계에서는, 한쪽 단 에지의 길이가 권취 길이보다 긴 양극(11)을 준비하고/하거나, 음극(13)을 준비하는 단계에서는, 다른 쪽 단 에지의 길이가 권취 길이보다 긴 음극(13)을 준비한다.
본 실시형태의 비수 전해질 2차 전지(1)의 제조 방법에 의하면, 비형성부(11E)가 위치하는 한쪽 단(10A)의 길이가 권취 길이보다 긴 양극(11)을 준비하고, 그 양극(11)의 비형성부(11E)의 직선부(S)를 집전체(7)와 접속하면, 발전 요소(10)의 비형성부(11E)의 곡선부(R)에 물결처럼 굽이(출렁임, 주름 등을 포함함)를 발생시킬 수 있다. 비형성부(13E)가 위치하는 다른 쪽 단(13C)의 길이가 권취 길이보다 긴 음극(13)을 준비하고, 그 비형성부(13E)의 직선부(S)를 집전체(7)와 접속함으로써, 발전 요소(10)의 비형성부(13E)의 곡선부(R)에 물결처럼 굽이를 발생시킬 수 있다. 이와 같이, 양극(11) 및/또는 음극(13)의 곡선부(R)에 물결처럼 굽이를 발생시킴으로써, 곡선부(R)에 있어서, 양극(11)과 격리판(12)의 간극, 및/또는, 음극(13)과 격리판(12)의 간극이 넓어져, 이 간극으로부터 전해액이 쉽게 들어가게 된다. 그러므로, 발전 요소(10)를 용기(2)에 삽입할 때나, 비수 전해질 2차 전지(1)에 충격이 가해진 때 등에 있어서, 비수 전해질 2차 전지(1) 및 그 구성 부재에 응력이 가해져, 발전 요소(10)에서의 전해액(3)을 빨아올리는 부분이 변형된 경우라도, 전해액(3)의 공급 경로가 쉽게 확보된다. 따라서, 발전 요소(10)에의 전해액(3)의 공급이 부족한 것을 억제할 수 있으므로, 비수 전해질 2차 전지(1)에서의 전기 저항의 상승을 억제할 수 있다.
본 실시형태의 비수 전해질 2차 전지에 있어서 바람직하게는, 양극(11)에 있어서, 한쪽 단(10A)은 다른 쪽 단(10B)을 향해 오목한 호형이고/호형이거나, 음극(13)에 있어서, 다른 쪽 단(10B)은 한쪽 단(10A)을 향해 오목한 호형이다.
본 실시형태에서의 비수 전해질 2차 전지(1)의 제조 방법에 있어서 바람직하게는, 양극(11)을 준비하는 단계에서는, 비형성부(11E)의 한쪽 단 에지(한쪽 단(11C))가, 비형성부(11E)와 반대 측의 다른 쪽 단 에지(다른 쪽(11D))를 향해 오목한 호형인 양극 기재를 사용하고/사용하거나, 음극(13)을 준비하는 단계에서는, 비형성부(13E)의 다른 쪽 단 에지(다른 쪽 단(13C))가, 비형성부(13E)와 반대 측의 한쪽 단 에지(한쪽 단(13D))을 향해 오목한 호형인 음극 기재를 사용한다.
이로써, 발전 요소(10)의 비형성부(11E, 13E)의 곡선부(R)에 물결처럼 굽이(출렁임, 주름)이 효과적으로 발생한다. 그러므로, 발전 요소(10)에의 전해액(3)의 공급이 부족한 것을 더욱 억제할 수 있으므로, 저항의 상승을 더욱 억제할 수 있다.
본 실시형태에서의 비수 전해질 2차 전지(1)에 있어서 바람직하게는, 양극 기재 및/또는 음극 기재에 있어서, 권취축(A) 방향의 폭(W)(한쪽 단(11C, 13D)에서 다른 쪽(11D, 13C)까지의 거리)에 대한, 권취축(A)과 직교하는 방향(권취 방향(E)) 1m당 만곡량(C)의 비가 0.03 이상 0.10 이하이다.
본 실시형태에서의 비수 전해질 2차 전지의 제조 방법에 있어서 바람직하게는, 양극(11)을 준비하는 단계 및/또는 음극(13)을 준비하는 단계에서는, 양극 기재 및/또는 음극 기재에 있어서, 권취축(A) 방향의 폭(W)에 대한 권취축(A)과 직교하는 방향 1m당 만곡량(C)의 비(C/W)가 0.03 이상 0.10 이하이다.
C/W가 0.03 이상인 경우, 양극(11)과 격리판(12)의 간극, 및/또는, 음극(13)과 격리판(12)의 간극이 넓어져, 전해액(3)을 더욱 공급하기 쉬워지므로, 전해액(3)의 공급이 부족한 것에 의한 저항의 상승를 더욱 억제할 수 있다. C/W가 0.10 이하인 경우, 양극(11)과 격리판(12)의 간극, 및/또는, 음극(13)과 격리판(12)의 간극이 지나치게 넓어지지는 않으므로, 간극이 지나치게 넓어지는 것에 의한 저항의 상승을 억제할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에서의 비수 전해질 2차 전지(1)는, 전해액(3)이 소정의 양이라도, 전해액의 공급을 효과적인 것이 되게 하여, 저항의 상승을 더욱 억제할 수 있으므로, 전지의 경량화 및 저비용화를 실현할 수도 있다.
(실시형태 2)
도 13에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서의 축전 시스템(100)은 실시형태 1의 축전 소자로서의 비수 전해질 2차 전지(1)와, 이 비수 전해질 2차 전지(1)의 충방전의 제어를 행하는 제어부(102)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 축전 시스템(100)은 복수의 비수 전해질 2차 전지(1)를 복수 가지는 축전지 모듈(101)과, 비수 전해질 2차 전지의 충방전을 고속으로 행하고, 그 충방전의 제어를 행하는 제어부(102)를 구비하고 있다.
이 축전 시스템(100)을 예를 들면, 차나 전철 등의 이동체(110)에 탑재한 경우에는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 제어부(102)와 모터 등을 제어하는 통괄 제어 장치(111)가 LAN 등의 통신망(112)과 접속된다. 제어부(102)와 통괄 제어 장치(111)가 통신을 행함으로써, 그 통신으로부터 얻어지는 정보를 기초로 하여, 축전 시스템(100)이 제어된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 축전 시스템은 실시형태 1의 축전 소자로서의 비수 전해질 2차 전지(1)와, 이 비수 전해질 2차 전지(1)의 충방전의 제어를 행하는 제어부(102)를 구비하고 있다.
본 실시형태의 축전 시스템(100)에 의하면, 저항의 상승을 억제할 수 있는 축전 소자를 구비하고 있다. 따라서, 축전 시스템(100)은 출력의 저하를 억제할 수 있다.
본 실시형태에서의 축전 시스템(100)의 제조 방법은, 실시형태 1의 축전 소자의 제조 방법에 의해 축전 소자를 제조하는 단계와, 이 축전 소자의 충방전의 제어를 행하는 제어부를 형성하는 단계를 포함하고 있다.
[실시예]
본 실시예에서는, 양극 기재 및/또는 음극 기재에 있어서, 권취축 방향의 길이(폭 W)에 대한, 권취축과 직교하는 방향 1m당 만곡량(C)의 비에 의한 효과에 대하여 조사하였다.
(실시예 1∼10)
이하와 같이 하여, C/W 비가 상이한 리튬 이온 2차 전지를 제조하였다.
<양극>
양극 활물질로서의 Li1 .1Ni0 .33Co0 .33Mn0 .33O2와, 도전 조제로서의 아세틸렌 블랙과, 바인더로서의 PVDF가 90:5:5의 질량비로 혼합되고, 이 혼합물에, 용제로서의 N-메틸피롤리돈(NMP)이 가해져, 양극 합제가 조제되었다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 이 양극 합제는 양극 집전박(11A)으로서의 Al박의 양면에 있어서, 권취축 방향의 한쪽 단 에지를 제외한 영역에 도포되었다. 건조 후, 도 10에 나타낸 바와 같이, 롤 프레스(31)에 의해 양극 합제만이 소정의 압력으로 압축되었다. 다음에, 도 11에 나타낸 바와 같이, 압축 후의 것을 이분하도록, 권취 방향(E)을 따라 절단하였다. 이로써, 양극 집전박(11A)과, 이 양극 집전박(11A)에서의 한쪽 단(10A)(한쪽 단(11C))을 제외한 영역에 형성된 양극 합제층(11B)을 포함하는 양극(11)이 제작되었다. 양극(11)에 있어서, 한쪽 단 에지(한쪽 단(11C))의 길이는 권취 길이보다 길었다.
<음극>
음극 활물질로서의 하드 카본과, 바인더로서의 PVDF가 95:5의 질량비로 혼합되고, 이 혼합물에, 용제로서의 NMP가 가해져, 음극 합제가 조제되었다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 이 음극 합제는, 음극 집전박(13A)으로서의 Cu박의 양면에 있어서, 권취축 방향의 다른 쪽 단 에지를 제외한 영역에 도포되었다. 건조 후, 도 10에 나타낸 바와 같이, 롤 프레스(31)에 의해 음극 합제만이 소정의 압력으로 압축되었다. 다음에, 도 11에 나타낸 바와 같이, 압축 후의 것을 이분하도록, 권취 방향(E)을 따라 절단하였다. 이로써, 음극 집전박(13A)과, 이 음극 집전박(13A)에서의 다른 쪽 단(10B)(다른 쪽 단(13C))을 제외한 영역에 형성된 음극 합제층(13B)을 포함하는 음극(13)이 제작되었다. 음극(13)에 있어서, 다른 쪽 단 에지(다른 쪽 단(13C))의 길이는 권취 길이보다 길었다.
<발전 요소>
격리판(12)으로서, 폴리에틸렌제 미세 다공막이 준비되었다. 양극(11) 및 음극(13) 사이에 격리판(12)을 배치하여, 권취함으로써, 곡선부(R)와, 이 곡선부(R)와 연속되는 직선부(S)를 가지는 통형의 발전 요소(10)가 형성되었다. 이 단계에서는, 양극 집전박(11A)의 한쪽 단 에지(한쪽 단(11C))에 있어서 양극 합제층(11B)이 형성되어 있지 않은 비형성부(11E)가 한쪽 단(11C)에 위치하도록, 또한 음극 집전박(13A)의 다른 쪽 단 에지(다른 쪽 단(13C))에 있어서 음극 합제층(13B)이 형성되어 있지 않은 비형성부(13E)가 다른 쪽 단(13C)에 위치하도록, 양극(11), 음극(13), 및 격리판(12)이 권취되었다.
<집전체>
한쪽의 집전체(7)는 발전 요소(10)의 권취축(A)의 한쪽 단(10A)에서 양극(11)과 접속하도록 형성되고, 다른 쪽의 집전체(7)는 발전 요소(10)의 권취축(A)의 다른 쪽 단(10B)에서 음극(13)과 접속하도록 형성되었다. 구체적으로는, 한쪽의 집전체(7)는 권취축(A)의 한쪽 단(10A)(한쪽 단(11C))에서의 양극 집전박(11A)의 비형성부(11E)의 직선부(S) 중 적어도 일부와 접속하도록 형성되고, 다른 쪽의 집전체(7)는 권취축(A)의 다른 쪽 단(10B)(다른 쪽 단(13C))에서의 음극 집전박(13A)의 비형성부(13E)의 직선부(S) 중 적어도 일부와 접속하도록 형성되었다.
<조립>
집전체(7)가 장착된 발전 요소(10)는, 용기(2)의 본체부(2a)의 내부에 배치되었다. 이어서, 집전체(7)는 커버부(2b)의 외부 단자(21)에 각각 용착되고, 커버부(2b)는 본체부(2a)에 장착되었다.
다음에, 전해액(3)이 용기(2)에 주입되었다. 전해액(3)은 프로필렌 카보네이트(PC):디메틸 카보네이트(DMC):에틸 메틸 카보네이트(EMC) = 3:2:5(체적비)의 혼합 용매에, 1mol/L 농도가 되도록 LiPF6을 용해시킴으로써, 조제되었다. 전해액(3)의 일부는 잉여 전해액이 되어, 용기(2)의 바닥부에 충전되었다.
이상의 단계에 의하여, 실시예 1∼10의 리튬 이온 2차 전지가 각각 제조되었다. 실시예 1∼10의 리튬 이온 2차 전지는, 양극(11)에 있어서, 한쪽 단(10A)의 길이는 권취 길이보다 길고, 또한 음극(13)에 있어서, 다른 쪽 단(10B)의 길이는 권취 길이보다 길었다.
(평가 방법)
실시예 1∼10의 리튬 이온 2차 전지에 대하여, 상한 4.1V, 하한 2.5V의 범위에서, 45℃ 환경 하에서, 1시간 비율의 연속 정전류 충방전을 1000 사이클 행하고, 1000 사이클 후의 저항 비율을 평가하였다.
실시예 1∼10에 있어서, 양극 집전박(11A) 및 음극 집전박(13A)에서의, 권취축(A) 방향의 폭(W)에 대한 권취축(A)과 직교하는 방향(권취 방향(E)) 1m당 만곡량(C)의 비(C/W)를 구하였다. 실시예 1∼10의 각각에 있어서는, 양극 집전박(11A) 및 음극 집전박(13A)의 비(C/W)는 모두 동일한 값이었다.
비(C/W)와 저항 비율과의 관계를 도 14에 나타낸다.
(평가 결과)
도 14에 나타낸 바와 같이, C/W가 0.03 이상 0.10 이하인 것에 의해, 저항이 상승하는 것을 더욱 효과적으로 억제할 수 있음을 알았다.
이상과 같이 본 발명의 실시형태 및 실시예에 대하여 설명을 행하였으나, 각 실시형태 및 실시예의 특징을 적절히 조합하는 것도 처음부터 예정하고 있다. 또한, 이번 개시된 실시형태 및 실시예는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각하여야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 실시형태 및 실시예가 아니라 특허청구범위에 의해 표시되고, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1: 비수 전해질 2차 전지, 2: 용기, 2a: 본체부, 2b: 커버부, 3: 전해액, 5:외부 개스킷, 7: 집전체, 10: 발전 요소, 10A, 11C, 13D: 한쪽 단, 10B, 11D, 13C:다른 쪽 단, 11: 양극, 11A: 양극 집전박, 11B: 양극 합제층, 11E: 비형성부, 12: 격리판, 13: 음극, 13A: 음극 집전박, 13B: 음극 합제층, 21: 외부 단자, 31: 롤 프레스, 100: 축전 시스템, 101: 축전지 모듈, 102: 제어부, 110: 이동체, 111: 통괄 제어 장치, 112: 통신망, A: 권취축, C: 만곡량, E: 권취 방향, R: 곡선부, S: 직선부, W: 폭.

Claims (8)

  1. 용기;
    상기 용기에 수용되고, 양극, 음극, 그리고 상기 양극 및 상기 음극의 사이에 배치된 격리판이 권취되며, 곡선부, 및 상기 곡선부와 연속되는 직선부를 포함하는 통형의 발전 요소;
    상기 용기에 수용되고, 상기 발전 요소의 권취축의 한쪽 단과 상기 발전 요소의 권취축의 다른 쪽 단에서, 각각 상기 양극과 상기 음극에 접속된 각각의 집전체; 및
    상기 용기에 수용된 전해액
    을 포함하고,
    상기 양극은 양극 기재(基材)와, 상기 양극 기재에서의 상기 한쪽 단을 제외한 영역에 형성된 양극 합제층을 포함하고,
    상기 음극은 음극 기재와, 상기 음극 기재에서의 상기 다른 쪽 단을 제외한 영역에 형성된 음극 합제층을 포함하고,
    상기 양극 기재는, 상기 한쪽 단에 있어서, 상기 양극 합제층이 형성되어 있지 않은 비형성부를 포함하고,
    상기 음극 기재는, 상기 다른 쪽 단에 있어서, 상기 음극 합제층이 형성되어 있지 않은 비형성부를 포함하고,
    상기 집전체는, 상기 한쪽 단에서의 상기 양극의 상기 비형성부의 상기 직선부 중 적어도 일부와, 상기 다른 쪽 단에서의 상기 음극의 상기 비형성부의 상기 직선부 중 적어도 일부에 접속되고,
    상기 양극에 있어서, 상기 한쪽 단의 길이는 권취 길이보다 길고/길거나, 상기 음극에 있어서, 상기 다른 쪽 단의 길이는 권취 길이보다 긴,
    축전 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양극에 있어서, 상기 한쪽 단은 상기 다른 쪽 단을 향해 오목한 호형이고/호형이거나,
    상기 음극에 있어서, 상기 다른 쪽은 상기 한쪽 단을 향해 오목한 호형인, 축전 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 양극 기재 및/또는 음극 기재에 있어서, 권취축 방향의 폭에 대한, 권취축과 직교하는 방향 1m당 만곡량의 비가 0.03 이상 0.10 이하인, 축전 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 축전 소자; 및
    상기 축전 소자의 충방전의 제어를 행하는 제어부
    를 포함하는 축전 시스템.
  5. 양극 기재와, 상기 양극 기재의 권취 방향의 한쪽 단 에지를 제외한 영역에 형성된 양극 합제층을 포함하는 양극을 준비하는 단계;
    음극 기재와, 상기 음극 기재의 권취 방향의 다른 쪽 단 에지를 제외한 영역에 형성된 음극 합제층을 포함하는 음극을 준비하는 단계;
    상기 양극 및 상기 음극 사이에 격리판을 배치하여 권취함으로써, 곡선부와, 상기 곡선부와 연속되는 직선부를 포함하는 통형의 발전 요소를 형성하는 단계;
    상기 발전 요소의 권취축의 한쪽 단에서 상기 양극과 접속하고, 상기 발전 요소의 권취축의 다른 쪽 단에서 상기 음극과 접속하도록, 각각 집전체를 형성하는 단계; 및
    상기 발전 요소, 상기 집전체, 및 전해액을 용기에 수용하는 단계
    를 포함하고,
    상기 발전 요소를 형성하는 단계에서는, 상기 양극 기재의 상기 한쪽 단 에지에 있어서 상기 양극 합제층이 형성되어 있지 않은 비형성부가 상기 한쪽 단에 위치하고, 상기 음극 기재의 상기 다른 쪽 단 에지에 있어서 상기 음극 합제층이 형성되어 있지 않은 비형성부가 상기 다른 쪽 단에 위치하도록 권취하고,
    상기 집전체를 형성하는 단계에서는, 상기 한쪽 단에서의 상기 양극 기재의 상기 비형성부의 상기 직선부 중 적어도 일부와 접속하도록, 또한, 상기 다른 쪽 단에서의 상기 음극 기재의 상기 비형성부의 상기 직선부 중 적어도 일부와 접속하도록 상기 각각의 집전체를 형성하고,
    상기 양극을 준비하는 단계에서는, 상기 한쪽 단 에지의 길이가 권취 길이보다 긴 상기 양극을 준비하고/준비하거나,
    상기 음극을 준비하는 단계에서는, 상기 다른 쪽 단 에지의 길이가 권취 길이보다 긴 상기 음극을 준비하는,
    축전 소자의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 양극을 준비하는 단계에서는, 상기 비형성부의 상기 한쪽 단 에지가, 상기 비형성부와 반대 측의 다른 쪽 단 에지를 향해 오목한 호형인 상기 양극 기재를 사용하고/사용하거나,
    상기 음극을 준비하는 단계에서는, 상기 비형성부의 상기 다른 쪽 단 에지가, 상기 비형성부와 반대 측의 한쪽 단 에지를 향해 오목한 호형인 상기 음극 기재를 사용하는, 축전 소자의 제조 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 양극을 준비하는 단계 및/또는 상기 음극을 준비하는 단계에서는, 상기 양극 기재 및/또는 상기 음극 기재에 있어서, 권취축 방향의 폭에 대한, 권취축과 직교하는 방향 1m당 만곡량의 비가 0.03 이상 0.10 이하인, 축전 소자의 제조 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 축전 소자의 제조 방법에 의해 축전 소자를 제조하는 단계; 및
    상기 축전 소자의 충방전의 제어를 행하는 제어부를 형성하는 단계
    를 포함하는 축전 시스템의 제조 방법.
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